TIÊU CHUẨN VIỆT NAM Công ty luật Minh Khuê www luatminhkhue vn TIÊU CHUẨN VIỆT NAM TCVN 3979 84 QUẶNG CHỨA CÁC NGUYÊN TỐ PHÓNG XẠ VÀ ĐẤT HIẾM PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG CÁC ĐẤT HIẾM OXIT Ores of r[.]
Công ty luật Minh Khuê www.luatminhkhue.vn TIÊU CHUẨN VIỆT NAM TCVN 3979 - 84 QUẶNG CHỨA CÁC NGUYÊN TỐ PHÓNG XẠ VÀ ĐẤT HIẾM - PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG CÁC ĐẤT HIẾM OXIT Ores of rare earth and radio-active elements - Method for the determination of oxide of rare earth elements Tiêu chuẩn qui định phương pháp tích hóa học xác định hàm lượng lantan, xeri, praseodim, neodim, prometi, samari, eropi, gadolini, tecbi, diprosi, henmi, eribi, tubi, ytecbi, lutexi oxit quặng chứa nguyên tố phóng xạ đất QUY ĐỊNH CHUNG Theo TCVN 2822 – 79 NGUYÊN TẮC CỦA PHƯƠNG PHÁP Tiến hành xác định tất nguyên tố đất oxit có mặt sở kết tủa với axit oxalic Sau tách nguyên tố đất phương pháp sắc ký trao đổi ion rửa gradien nồng độ Nhựa trao đổi ion Dowex 50x8 nước rửa dung dịch amoni lactat Cuối xác định nguyên tố đất theo phương pháp chuẩn độ phức tạp với EDTA HÓA CHẤT VÀ DỤNG CỤ 3.1 Hóa chất Axit lactic, dung dịch M: cân 200, 18g axit lactic 90 % vào bình định mức dung tích 500 ml Định mức đến vạch nước Dùng dung dịch natri hydroxit để kiểm tra lại nồng độ axit lactic Natri-axetat, dung dịch đệm lấy 57,4 ml axit axetic 1N 50 ml dung dịch natri hydroxit 1M vào bình định mức dung tích 250 ml, thêm nước đến vạch, lắc Amoni lactat, dung dịch rửa: Dung dịch I: Amoni lactat 1,55M (pH3, 65) pha theo cơng thức: Trong đó: V1 – thể tích axit lactic cần lấy để pha, tính ml; C – nồng độ axit lactic; 100 – thể tích bình định mức, tính ml; Dùng amoni hydroxit (1:1) điều chỉnh pH đến 3,65 Dung dịch II: Amoni lactat 0,22 M (pH 3,9) pha theo công thức: Lấy V2 ml dung dịch axit lactic có nồng độ C xác định xác vào cốc 100 ml Dùng amoni hydroxit chỉnh pH dung dịch tới 3,9 Chuyển dung dịch vào bình định mức 100 ml, thêm nước tới vạch, lắc Dung dịch III: Amoni lactat 0,135 M (pH 4,1) pha theo cơng thức: Trong đó: V3 – thể tích axit lactic cần lấy để pha, tính ml; C – nồng độ axit lactic; 100 – thể tích bình định mức, tính ml; LUẬT SƯ TƯ VẤN PHÁP LUẬT 24/7 GỌI 1900 6162 Công ty luật Minh Khuê www.luatminhkhue.vn Dùng amoni hydroxit điều chỉnh pH dung dịch tới 4,1 Định mức dung dịch tới 100 ml nước Lắc Giá trị pH dung dịch rửa đo pH mét có độ xác tới 0,05 đơn vị Các dung dịch rửa dùng tuần, sau phải pha dung dịch EDTA, dung dịch 0,001 M: cân xác 37,22g EDTA vào bình định mức dung tích 000ml Thêm nước, lắc cho tan hết định mức tới vạch nước Hút 10 ml dung dịch thu vào bình định mức dung tích 1000 ml Thêm nước tới vạch, lắc Asenazo III, dung dịch 0,02 % cân 0,1 g asenazo III pha 100 ml nước Dùng pipet hút 10 ml dung dịch thu vào bình định mức 30 ml Thêm nước tới vạch, lắc Đất nitrat, dung dịch 0,001 N; Lấy xác a ga đất oxit thỏa mãn cơng thức Trong M phần tử gam đất oxit Chuyển lượng cân vào cốc dung tích 20 ml Thêm – ml axit nitric Đun nhẹ cho tan hoàn toàn Chuyển định lượng dung dịch vào bình định mức dung tích 100 ml Thêm nước tới vạch mức, lắc Amoni hydroxit (0,95) dung dịch (1+1); Amoni thioxyanua, dung dịch 1M; Amoni clorua, dung dịch 1M; Axit clohydric (1,19); Axit nitric (1,40); Nhựa trao đổi ion Dowex 50 x 3.2 Dụng cụ Bộ tuyển nhựa; Bộ cột sắc ký; Micropipet; Đĩa teflon 20 mm, sâu mm; pH – mét có độ xác tới 0,05 đơn vị; Cốc nhỏ dung tích 20 – 15 ml SƠ ĐỒ BỘ TUYỂN NHỰA LUẬT SƯ TƯ VẤN PHÁP LUẬT 24/7 GỌI 1900 6162 Công ty luật Minh Khuê www.luatminhkhue.vn Bình chứa 2,5 l Ống thủy tinh Nút cao su kín Khóa Ống dẫn nước polyetylen Ống tuyển nhựa Giá đỡ Cốc hứng Hình CÁCH TIẾN HÀNH 4.1 Tuyển nhựa Chuyển phần (khoảng ml) 20 ml nhựa Dowex 50 x vào cối mã não Thêm nước cho ngập nhựa nghiền thành bột nhão (khoảng 30 phút) Chuyển nhựa nghiền sang cốc 250 ml Thêm khoảng 100 ml nước trộn Để yên 10 phút, chuyền phần huyền phù nhựa sang cốc có dung tích 500 ml Nghiền tiếp phần nhựa lắng lại Tiếp tục trình nghiền xong 20 ml nhựa, để lắng 12 Rót bỏ phần huyền phù đưa phần nhựa lắng cốc tuyển Trộn phần nhựa với nước theo tỷ lệ thể tích 1/2 chuyển vào ống tuyển nhựa đầy tới 2/3 Mở khóa (4) cho nước dâng từ từ vào ống tuyển (6) Khi khối nhựa ngập nước điều chỉnh khóa cho tốc độ nước chuyển 25 giọt/phút.Vứt bỏ hạt nhựa nhỏ bị theo Giữ tốc độ giọt nước rơi không chứa hạt nhựa Tăng tốc độ chảy lên 40 giọt/phút Hứng giọt nước chảy có chứa hạt nhựa trao đổi ion với kích thước hợp lý vào cốc (8) dung tích 100 ml để dùng Q trình kết thúc giọt nước chảy không chứa nhựa trao đổi ion Phần nhựa trao đổi ion nằm lại ống tuyển có kích thước cịn q lớn, khơng thích hợp cho thí nghiệm đưa nghiền tuyển chọn tiếp Nhập lượng nhựa có kích thước hợp lý lại với Lấy khối ml đưa tuyển lại theo quy trình viết Các hạt nhựa hợp lý sau lần tuyển thứ hai đưa xử lý để dùng 4.2 Xử lý nhựa Lấy ml nhựa tuyển vào ống nghiệm Thêm ml amoni thioxyanua M Trộn quay ly tâm Bỏ phần nước có màu đỏ Rửa vài lần nước Lại thêm ml amoni thioxyanua tiến hành xử lý nước rửa khơng có màu Dùng nước rửa nhựa hết thioxyanua (thử dung dịch sắt III) Thêm ml axit clohidric đặc, trộn Để yên 10 phút quay ly tâm Hút bỏ phần axit Lại rửa nhựa nước nước rửa có mơi trường trung tính Thêm ml dung dịch amoni clorua M, trộn Để yên 20 phút Quay ly tâm vứt bỏ phần dung dịch nước Rửa nhựa nước Cho 3-4 ml dung dịch lantan nitrat 10-3 M vào ống nhựa Để yên khoảng 4.3 Tách đất oxit 4.3.1 Chuyển nhựa trao đổi ion xử lý vào cột sắc ký (3) chiều cao khối nhựa đạt 15cm (hình 2) Cho ml dung dịch rửa I vào bầu cột Dùng nén (9) tăng áp suất cột sắc ký cho dung dịch rửa chảy qua cột giọt/phút Hứng dung dịch chảy vào đĩa teflon (11) LUẬT SƯ TƯ VẤN PHÁP LUẬT 24/7 GỌI 1900 6162 Công ty luật Minh Khuê www.luatminhkhue.vn SƠ ĐỒ BỘ SẮC KÝ Cột chứa dung dịch; Cuộn cảm dẫn nam châm cho que khuấy Cột sắc ký; Khóa dung dịch K; Bình chứa khí nhựa; Đồng hộ đo áp suất 1.5kg/cm2 ; Ống cao su dày; Khóa khí Quả nén khí cao su để tạo áp suất; 10 Bộ ngắt mạch tự động cho cuộn cảm; 11 Đĩa térflon; 12 Vòi chuyển dung dịch vào cột chứa; 13 Khối térflon để giảm thể tích trống Thêm vào đĩa giọt dung dịch asenazo III 0,02 % Nếu dung dịch chảy có màu xanh tức dung dịch có lan-tan Tiếp tục rửa dung dịch rửa nước dung dịch chảy không làm đổi màu asenazo III từ hồng sang xanh coi rửa hết lantan hấp phụ Hút bỏ phần dung dịch rửa lại cột Thêm ml nước rửa đến nhựa Như vậy, nhựa xử lý xong 4.3.2 Chuyển phần nhựa cao chừng 1,5 cm phần cột xử lý vào ống nghiệm ml Rửa nhựa lần nước cất Hút bỏ phần nước Lấy dung dịch 15 nguyên tố đất cho hàm lượng nguyên tố vào khoảng 0,1 – 0,2 ml dung dịch đặt pha (10-3 M) Lắc để yên (cho nhựa hấp phụ xong) Quay ly tâm vứt bỏ cẩn thận (định lượng) phần nước Dùng pipet chuyển định lượng khối nhựa hấp phụ đất oxit vào cột sắc ký Dùng áp suất đẩy bỏ lượng nước khỏi cột Cho khối teflon (13) vào bầu cột sắc ký khóa (4) lại Chuyển dung dịch rửa amoni lactat III vào bầu chứa dung dịch I qua vòi (12) Dùng áp suất nén dung dịch xuống ngăn (dưới bầu) Mở từ từ khóa (I) để dung dịch rửa III tràn vào đầy bầu cột sắc ký, ống nối ngăn Tương tự vậy, chuyển dung dịch rửa II vào ngăn dung dịch rửa I vào ngăn cột sắc ký Khóa kín vòi dùng để đưa dung dịch vào ngăn Khuấy dung dịch rửa ngăn que khuấy từ Tăng áp suất hệ cột sắc ký cho tốc độ chảy dung dịch giọt/70 giây Hứng giọt vào đĩa teflon Thêm vào đĩa giọt đệm pH 5,5 giọt dung dịch asenazo III 0,02 % Khi giọt dung dịch chảy có chứa đất hếm màu hồng asenazo III chuyển sang màu tím xanh LUẬT SƯ TƯ VẤN PHÁP LUẬT 24/7 GỌI 1900 6162 Công ty luật Minh Khuê www.luatminhkhue.vn Chuẩn độ dung dịch có màu tím xanh dung dịch EDTA đựng micropipet đặc biệt (hình 3) Cách chuẩn độ: Tay trái dùng panh giữ đĩa teflon, tay phải cầm micropipet, đầu nhọn micropipet hướng phía cùi tay, bàn tay nắm lấy phần kim loại (phần theo hình vẽ), ngón tay ngón trỏ dùng để xoáy núm chỉnh cho dung dịch micropipet dâng lên hạ xuống Khi chuẩn, chống cùi tay phải lên bàn cho dễ thao tác Hút dung dịch EDTA 10 -3 M vào micropipet đến nấc chia độ núm điều chỉnh Lau đầu nhọn micropipet giấy lọc, nhúng đầu nhọn vào đĩa teflon có chứa dung dịch chảy vừa xoay đầu nhọn micropipet thành vòng tròn đĩa (để trộn dung dịch) vừa xoay chậm núm điều chỉnh dung dịch EDTA từ từ chảy quan sát đổi màu asenazo III từ xanh tím sang hồng dừng lại Ghi phần EDTA tiêu tốn micropipet cho đĩa teflon 4.3.3 Ghi số liệu chuẩn độ lên hệ tọa độ vng góc Trụ: tung ghi số ml EDTA tiêu tốn cho việc chuẩn độ đĩa, trục hoành số thứ tự đĩa teflon Đường cong nối điểm tọa độ đường rửa giải Nếu dung dịch mẫu chứa 15 nguyên tố đất (Lu, Yb, Tu, Ho, Er, Dy, Y, Tb, Gd, Eu, Sm, Nd, Pr, Ce, La) ta thu hệ thống gồm 13 đường cong gần giống với đường cong phân bố Gauss Đường cong rửa giải nguyên tố có số thứ tự bảng sau: Số thứ tự Nguyên tố Số thứ tự Nguyên tố Lu (Lutexi) Gd - Eu (Gadolini-Eropi) Yb (Ytecbi) Sm (Samanari) Tu (Tulium) 10 Nd (Neodim) Er (Eobi) 11 Pr (Prodeodim) Ho (Honmi) 12 Ce (Ceri) Dy – Y (Dyprozi - Ytri) 13 La (Lantan) Tb (tecbi) Các đường rửa giải hoàn toàn tách rời (trừ Gd – Eu Dy – Y) Trên sở thí nghiệm song song dựa vào số giọt ứng với đỉnh đường cong, ta biết dung dịch có chứa nguyên tố Kết thí nghiệm xem tốt số giọt đỉnh thí nghiệm song song khơng lệch q – giọt 4.3.4 Cân khoảng 20 mg tổng số đất oxit tách từ quặng theo TCVN 2822 – 79 vào cốc dung tích 20 ml Thêm – ml axit nitric, đun nhẹ cho tan Thêm ml nước cho bay đến khoảng ml Chuyển dung dịch vào bình định mức dung tích 25 ml thêm nước tới vạch mức, lắc LUẬT SƯ TƯ VẤN PHÁP LUẬT 24/7 GỌI 1900 6162 Công ty luật Minh Khuê www.luatminhkhue.vn Chuyển xác ml dung dịch mẫu vào ống nghiệm Thêm khối nhựa xử lý cao 1,5 cm Tiến hành thí nghiệm ghi điều 4.3.2 Thu thập tất giọt phân đoạn vào cốc dung tích 15ml Thêm ml dung dịch đệm có pH 5,5 Chuẩn độ dung dịch dung dịch EDTA 10-3 M (dùng microburet 1,0 ml có chia độ) Số thứ tự giọt ứng với đỉnh đường cong trung bình số học (trung bình cộng) số thứ tự giọt đầu giọt cuối phân đoạn TÍNH TOÁN KẾT QUẢ 5.1 Hàm lượng phần trăm loại đất oxit (X) tổng hàm lượng đất oxit tính theo cơng thức: Trong đó: a – lượng cân tổng hàm lượng đất oxit, tính mg; V – thể tích dung dịch EDTA tiêu tốn chuẩn độ, tính ml; V1 – thể tích dung dịch tổng hàm lượng đất oxit dùng để hấp phụ, tính ml M – phân tử gam đất oxit R2O3 5.2 Độ xác phương pháp Hàm lượng đất oxit % Độ lệch cho phép % Đến 0,005 0,0015 Lớn 0,005 0,025 0,0035 “ 0,025 0,100 0,0050 “ 0,100 0,400 0,0100 “ 0,400 1,000 0,0200 “ 1,000 2,500 0,0550 “ 2,500 5,000 0,0500 5.3 Hàm lượng đất oxit so với khối lượng mẫu tính phần trăm (X 1) theo cơng thức: Trong đó: G1 – khối lượng chén cân, tính mg; G2 – khối lượng chén cân tổng hàm lượng đất hiếm, tính mg; a – lượng cân tổng hàm lượng đất oxit, tính mg; V1 – thể tích dung tích tổng hàm lượng đất oxit dùng để hấp phụ, tính ml; V2 – thể tích dung dịch tổng hàm lượng đất oxit, tính ml M – phân tử gam đất oxit R2O3 LUẬT SƯ TƯ VẤN PHÁP LUẬT 24/7 GỌI 1900 6162 ... sang hồng dừng lại Ghi phần EDTA tiêu tốn micropipet cho đĩa teflon 4.3.3 Ghi số liệu chuẩn độ lên hệ tọa độ vng góc Trụ: tung ghi số ml EDTA tiêu tốn cho việc chuẩn độ đĩa, trục hoành số thứ... 1900 6162 Công ty luật Minh Khuê www.luatminhkhue.vn Chuẩn độ dung dịch có màu tím xanh dung dịch EDTA đựng micropipet đặc biệt (hình 3) Cách chuẩn độ: Tay trái dùng panh giữ đĩa teflon, tay phải... thức: Trong đó: a – lượng cân tổng hàm lượng đất oxit, tính mg; V – thể tích dung dịch EDTA tiêu tốn chuẩn độ, tính ml; V1 – thể tích dung dịch tổng hàm lượng đất oxit dùng để hấp phụ, tính ml